LG화학이 첨단 반도체 패키징의 핵심 소재인 감광성 절연재(PID) 개발을 완료하고 인공지능(AI)·고성능 반도체 시장 공략에 속도를 내고 있다. 이번 개발로 글로벌 반도체 패키징 공정의 핵심 소재 시장에서 기술 경쟁력을 강화하며 본격적인 공급 확대에 나선다는 계획이다.

29일 업계에 따르면 LG화학이 개발한 액상 PID는 고해상도 구현이 가능하고 저온에서도 안정적으로 경화돼 수축과 흡수율이 낮아 공정 안정성을 높였다. 또한 과불화화합물(PFAS)과 유기용매(NMP·톨루엔) 등을 첨가하지 않아 글로벌 환경 규제 대응도 용이하다.

PID는 반도체 칩과 기판을 연결하는 미세 회로를 형성하는 감광성 절연재로 전기 신호가 흐르는 통로를 만들고 회로의 정밀도를 높여 반도체의 성능과 신뢰성을 강화하는 첨단 패키징 공정의 핵심 소재다.

이외에도 LG화학은 일본 소재 업체들이 주도해온 PID 시장을 공략하기 위해 디스플레이·반도체·자동차 등 전자소재 분야에서 축적해온 필름 기술 역량을 바탕으로 기판용 필름 PID를 자체 개발했다. 최근 반도체의 고성능화가 가속되면서 반도체 칩뿐만 아니라 기판에서도 대형화와 미세 회로 구현이 동시에 요구되고 있다. 기판이 커질수록 온도 변화에 따른 팽창·수축 차이가 커져 균열이 발생하기 쉬운 만큼 안정적 소재의 필요성이 더욱 부각되고 있다. 기존 액상 PID는 이러한 조건에서 균일 도포에 한계가 있었으나 LG화학의 필름 PID는 높은 강도와 탄성, 낮은 수분 흡수율을 갖춰 반복적인 온도 변화에도 균열 발생을 최소화한다.

또한 필름 PID는 부착형 구조로 대형 기판에서도 두께와 패턴의 균일성을 유지할 수 있고, 기판 업체들이 이미 보유한 라미네이션 장비를 그대로 활용할 수 있어 별도의 공정 변경 없이 적용 가능하다. 특히 필름 PID는 세계적으로 상용화 사례가 없는 완전히 새로운 제품으로 현재 고객 맞춤형 적용 단계를 거쳐 양산을 준비하고 있다.

LG화학은 액상·필름 PID 외에도 ▲패키지 기판의 기반 소재인 CCL(동박 적층판) ▲반도체 칩을 기판에 안정적으로 접착하는 DAF(칩 접착 필름) 양산 ▲HBM과 같은 고성능 메모리 패키징에서 칩을 부착할 때 사용하는 NCF(비도전성 필름) ▲미세 회로 구현과 고다층 구조를 가능하게 하는 BUF(적층 필름) 등 핵심 후공정 소재 개발로 첨단 패키지 반도체 소재 분야에서 경쟁력을 확보하고 글로벌 반도체 소재 시장에서 입지를 확대해 나가고 있다.

신학철 LG화학 부회장은 "LG화학은 고객의 첨단 패키징 혁신을 위한 다양한 소재를 선제적으로 대응하고 있다"라며 "단순한 소재 공급을 넘어 고객과 함께 반도체 시장의 새로운 흐름을 열어갈 것"이라 말했다.